Biologia reprodutiva de etnovariedades de mandioca

The knowledge of the reproductive biology of cassava (Manihot esculenta) is essential for the development of genetic improvement programs and understanding the domestication process. This study evaluates aspects of sexual reproduction, such as floral morphology, pollination ecology, production and viability of pollen grains, apomixis, seed production and seed germination of cassava landraces collected in gardens of "caboclos" and Indians of the Amazon region and São Paulo State, both in Brazil. The aspects of the reproductive biology were studied from field evaluations and collection of flower buds and seeds. The experiments were carried out in Piracicaba, SP. Alteration was verified in the floral morphology of the landrace DG-55, which showed hermaphrodite flowers, and DG-65 and variety Mantiqueira, which presented smaller number of ovules per ovary. Honeybee (Apis mellifera) was the main pollinator of cassava. There was significant variation in the number and viability of pollen grains. The superior anters of the masculine flower presented, significantly, large number of pollen grains. Apomixis was not detected. A larger number of fruits with two or three seeds were detected. However, seeds originating from fruits with a single seed presented higher germination rates. The morphological alterations in the floral structure influenced the seed production and viability. The variation observed in the aspects of the reproductive biology, was probably due to differentiated selective pressure to which the landraces were submitted along the domestication process.O conhecimento da biologia reprodutiva da mandioca é essencial para o desenvolvimento de programas de melhoramento genético e compreensão do processo de domesticação. Este trabalho avalia aspectos que influenciam a reprodução sexuada, tais como morfologia floral, ecologia da polinização, produção e viabilidade dos grãos de pólen, apomixia, produção e germinação de sementes de etnovariedades de mandioca coletadas em roças de caboclos e índios da Região Amazônica e do Estado de São Paulo. Os aspectos da biologia reprodutiva foram estudados a partir de avaliações de campo e coleta de botões florais e sementes. Os experimentos foram realizados em Piracicaba, SP. Constatou-se alteração na morfologia floral da etnovariedade DG-55, a qual possui flores hermafroditas, e DG-65 e variedade Mantiqueira, que apresentaram menor número de óvulos por ovário. A abelha (Apis mellifera) foi o principal polinizador da mandioca. Houve variação significativa no número e viabilidade de grãos de pólen, constatando-se que as anteras do verticilo superior da flor masculina apresentaram, significativamente, maior número de grãos de pólen. Não foi constatada apomixia. Foi detectado maior número de frutos com duas ou três sementes. No entanto, sementes originadas de fruto com semente única apresentaram maior porcentagem de germinação. As alterações morfológicas na estrutura floral influenciaram a produção e viabilidade das sementes. A variação constatada nos aspectos da biologia reprodutiva, provavelmente, ocorreu devido à pressão seletiva diferenciada a que as etnovariedades foram submetidas ao longo do processo de domesticação

not available

O objetivo principal deste trabalho foi a caracterização e quantificação da variabilidade isoenzimática observada no germoplasma de mandioca (M. esculenta) na agricultura autóctone do sul do estado de São Paulo. A técnica utilizada foi a de eletroforese de isoenzimas em gel de penetrose 30 à 13%. Foram determinados e estudados 12 locos isoenzimáticos, sendo 9 polimórficos, pertencentes a cinco sistemas: malato desidrogenase (MDH - E.C. 1.1.1.37), leucina aminopeptidase (LAP - E.C. 3.4.11.1), xiquimato desidrogenase (SKDH - E.C. 1.1.1.25), alfa-esterase (Alfa-EST - E.C. 3.1.1.1) e aspartato aminotransferase (AAT - E.C. 2.6.1.1). O sistema da peroxidase (PER - E. C. 1. 1 1 .1.7) foi descartado por não apresentar polimorfismo de bandas. O polimorfismo isoenzimático observado nas populações estudadas é função da distribuição geográfica, uma vez que as populações do Litoral sul de São Paulo apresentam maior variabilidade que as populações do Vale do Ribeira. Nas análises dos dados foram estimados os parâmetros de variabilidade entre e dentro de populações, índice de similaridade genética pelos métodos de"Simple Matching"e"Jaccard", obtendo feno gramas pelo método de agrupamento U.P.G.M.A. (Unweighted pair-group method average), entre outros. O sistema de agricultura autóctone praticado pelos agricultores das comunidades negras e caiçaras matem e amplifica o nível de variabilidade intraespecífica, através de processos de hibridação introgressiva, troca de material entre agricultores, fluxo gênico, recombinação, introdução de variedades novas e mutação. Entre as principais conclusões destacam-se as seguintes: Os parâmetros de heterozigosidade média estimados demostraram altos níveis de variação genética para as roças de mandioca (Ho=O,242), sendo superiores à média de dados observados na literatura (Ho=O,225). Os resultados mostraram maior grau de variabilidade dentro das roças, sendo a roça 1 (roça Pedrinhas-1) a mais polimórfica (75,0% de variabilidade ). A diversidade intraespecífica está diretamente relacionada com a estrutura sócio-cultural do local. As etnovariedades foram agrupadas em quatro grupos fenéticos, sendo que a de número 27 (Gema de ovo) formou um único grupo. As etnovariedades pertencentes às populações do litoral apresentaram maior variabilidade do que as populações do vale. Nas análises dos dados foram estimados os parâmetros de variabilidade entre e dentro de populações, índice de similaridade genética pelos métodos de"Simple Matching"e"Jaccard", obtendo fonogramas pelo método de agrupamento U.P.G.M.A., entre outros. As etnovariedades foram agrupadas em quatro grupos fenéticos. O sistema AAT mostrou-se um bom marcador bioquímico para a identificação das etnovariedades. Parâmetros heterozigosidade média estimados demonstraram altos níveis de variação genética para as roças de mandioca (Ho=0,242), sendo superiores ao da literatura (Ho=0,225). A diversidade intraespecífica está diretamente relacionada com a estrutura sócio-cultural-local . As etnovariedades foram agrupadas em quatro grupos fenéticos, sendo que a de número 27 (Gema de ovo) formou um único grupo. Dados de isoenzimas servem para auxiliar os melhoristas nas estratégias de melhoramento genético da mandioca nas roças de agricultura autóctone, no sentido de detectar a distribuição da variabilidade genética presente nas populações.not availabl

Distribution of genetic variability and isozyme characterization of ethonovarieties in gardens of cassava (Manihot esculenta Crantz) from Brazil

As etnovariedades representam uma forma de recurso genético que deve ser preservada e conservada, pois, será utilizada pelos melhoristas em programas de melhoramento no futuro, principalmente, na transferência de caracteres qualitativos de interesse econômico. As etnovariedades de mandioca (Manihot esculenta Crantz) merecem destaque dentro da associação entre conservação de recursos genéticos in situ e agricultura tradicional. A mandioca é uma das principais espécies cultivada por agricultores autóctones das regiões tropicais, especialmente, do Brasil. O presente trabalho teve os seguintes objetivos: a) analisar a variabilidade genética em nível de roças e regiões geográficas: Região Amazônica, compreendendo o alto Amazonas (Rio Negro e Rio Branco Estados do Amazonas e Roraima); o médio Amazonas (Estado do Pará); o baixo Amazonas (Rio Solimões Estado do Amazonas); Região de Cuiabá e Reserva Indígena do Xingu (Estado do Mato Grosso); e litoral sul do Estado de São Paulo; b) analisar a correspondência entre a classificação local da diversidade (taxonomia folk e a classificação fenotípica realizada através dos padrões isoenzimáticos; e c) caracterizar as etnovariedades através de padrões isoenzimáticos. Foram avaliadas 138 etnovariedades e 1 variedade comercial (Mantiqueira) pela técnica de eletroforese de isoenzimas, utilizando-se folhas recém expandidas, sendo estudados 11 sistemas enzimáticos (AAT, CAP, MDH, MADH, PGI, G6PDH, SKDH, PGM, ME, ACP e IDH) e avaliados 15 locos polimórficos. A distribuição da variabilidade genética foi estimada a partir das frequências alélicas obtidas através do coeficiente de diversidade de Nei. As estimativas dos índices de diversidade, como: porcentagem de locos polimórficos, número médio de alelos por loco e heterozigosidade média observada foram obtidas empregando-se o programa BIOSYS-1. Os resultados obtidos revelaram níveis elevados de heterozigosidade (Ho = 0,456). A maioria das roças apresentou excesso de homozigotos, provavelmente relacionados com o efeito de seleção a favor dos indivíduos homozigotos. Dentre as conclusões, destacam-se as seguintes : maior concentração de variabilidade dentro das roças de uma mesma região; maior variabilidade dentro de regiões do que entre regiões; diversidade intra-especifica diretamente relacionada com a estrutura sócio-cultural do local; dados de isoenzimas auxiliam as estratégias de coleta, preservação e manutenção das etnovariedades das roças de agricultura tradicional; e existe tendência de distinção entre material usado para mesa (macaxeira) e farinha (maniva ou mandioca brava).Ethnovarieties represent a form of genetic resource which must be preserved and conserved, because they will be utilized by plant breeders in breeding programs in the future, mainly for qualitative characters transference. Cassava ethnovarietis (Manihot esculenta Crantz) deserve distinction when related to the association of in situ genetic resources conservation and traditional agriculture. Cassava is one of the main tropical species, cultivated usually by authoctone farmers of tropical regions, especially in Brazil. The present work had the following objectives: a) analyze the genetic variability of gardens of different geographic regions: Amazonian Region, comprising the high Amazon (Rio Negro and Rio Branco Amazon and Roraima States); the medium Amazon (Pará State), and the low Amazon (Rio Solimões Amazon State); Cuiabá Region and Indigenous Reserve of Xingu (Mato Grosso State): and the south coast of São Paulo State); b) analyze the correspondence between the local classification of diversity (folk taxonomy) and the phenotypic classification achieved through isozyme patterns; and c) characterize the ethnovarieties through isozymatic patterns. A hundred and thirty eight ethonovarieties and one commercial variety were evaluated by the technique of isozyme electrophoresis, using recent expanded leaves. Eleven enzymatic systems (AAT, CAP, MDH, MADH, PGI , G6PDH, SKDH, PGM, ME, ACP and IDH) were studied and 15 polymorphic loci were evaluated. The distribution of genetic variability was estimated from the allelic frequencies obtained from Neis coefficient of diversity. The estimates of diversity indices through polymorphic loci percentage, mean number of alleles per locus and mean observed heterozygosity were obtained using the program BIOSYS-1. The results showed high levels of heterozygosity (Ho = 0.456). Most gardens presented excess of homozygotes, probably related to the selection effect in favor of homozygous individuals. The main conclusions were: concentration of variability within gardens higher than among gardens within a region; higher variability within regions than among regions; intraspecific variability directly related to the social-cultural structure of the region; isozyme data support strategies of collection, preservation and maintenance of ethnovarieties in gardens of traditional agriculture; and a tendency in separating sweet cassava (macaxeira) from bitter cassava (maniva)

not available

O objetivo principal deste trabalho foi a caracterização e quantificação da variabilidade isoenzimática observada no germoplasma de mandioca (M. esculenta) na agricultura autóctone do sul do estado de São Paulo. A técnica utilizada foi a de eletroforese de isoenzimas em gel de penetrose 30 à 13%. Foram determinados e estudados 12 locos isoenzimáticos, sendo 9 polimórficos, pertencentes a cinco sistemas: malato desidrogenase (MDH - E.C. 1.1.1.37), leucina aminopeptidase (LAP - E.C. 3.4.11.1), xiquimato desidrogenase (SKDH - E.C. 1.1.1.25), alfa-esterase (Alfa-EST - E.C. 3.1.1.1) e aspartato aminotransferase (AAT - E.C. 2.6.1.1). O sistema da peroxidase (PER - E. C. 1. 1 1 .1.7) foi descartado por não apresentar polimorfismo de bandas. O polimorfismo isoenzimático observado nas populações estudadas é função da distribuição geográfica, uma vez que as populações do Litoral sul de São Paulo apresentam maior variabilidade que as populações do Vale do Ribeira. Nas análises dos dados foram estimados os parâmetros de variabilidade entre e dentro de populações, índice de similaridade genética pelos métodos de"Simple Matching"e"Jaccard", obtendo feno gramas pelo método de agrupamento U.P.G.M.A. (Unweighted pair-group method average), entre outros. O sistema de agricultura autóctone praticado pelos agricultores das comunidades negras e caiçaras matem e amplifica o nível de variabilidade intraespecífica, através de processos de hibridação introgressiva, troca de material entre agricultores, fluxo gênico, recombinação, introdução de variedades novas e mutação. Entre as principais conclusões destacam-se as seguintes: Os parâmetros de heterozigosidade média estimados demostraram altos níveis de variação genética para as roças de mandioca (Ho=O,242), sendo superiores à média de dados observados na literatura (Ho=O,225). Os resultados mostraram maior grau de variabilidade dentro das roças, sendo a roça 1 (roça Pedrinhas-1) a mais polimórfica (75,0% de variabilidade ). A diversidade intraespecífica está diretamente relacionada com a estrutura sócio-cultural do local. As etnovariedades foram agrupadas em quatro grupos fenéticos, sendo que a de número 27 (Gema de ovo) formou um único grupo. As etnovariedades pertencentes às populações do litoral apresentaram maior variabilidade do que as populações do vale. Nas análises dos dados foram estimados os parâmetros de variabilidade entre e dentro de populações, índice de similaridade genética pelos métodos de"Simple Matching"e"Jaccard", obtendo fonogramas pelo método de agrupamento U.P.G.M.A., entre outros. As etnovariedades foram agrupadas em quatro grupos fenéticos. O sistema AAT mostrou-se um bom marcador bioquímico para a identificação das etnovariedades. Parâmetros heterozigosidade média estimados demonstraram altos níveis de variação genética para as roças de mandioca (Ho=0,242), sendo superiores ao da literatura (Ho=0,225). A diversidade intraespecífica está diretamente relacionada com a estrutura sócio-cultural-local . As etnovariedades foram agrupadas em quatro grupos fenéticos, sendo que a de número 27 (Gema de ovo) formou um único grupo. Dados de isoenzimas servem para auxiliar os melhoristas nas estratégias de melhoramento genético da mandioca nas roças de agricultura autóctone, no sentido de detectar a distribuição da variabilidade genética presente nas populações.not availabl

Distribution of genetic variability and isozyme characterization of ethonovarieties in gardens of cassava (Manihot esculenta Crantz) from Brazil

As etnovariedades representam uma forma de recurso genético que deve ser preservada e conservada, pois, será utilizada pelos melhoristas em programas de melhoramento no futuro, principalmente, na transferência de caracteres qualitativos de interesse econômico. As etnovariedades de mandioca (Manihot esculenta Crantz) merecem destaque dentro da associação entre conservação de recursos genéticos in situ e agricultura tradicional. A mandioca é uma das principais espécies cultivada por agricultores autóctones das regiões tropicais, especialmente, do Brasil. O presente trabalho teve os seguintes objetivos: a) analisar a variabilidade genética em nível de roças e regiões geográficas: Região Amazônica, compreendendo o alto Amazonas (Rio Negro e Rio Branco Estados do Amazonas e Roraima); o médio Amazonas (Estado do Pará); o baixo Amazonas (Rio Solimões Estado do Amazonas); Região de Cuiabá e Reserva Indígena do Xingu (Estado do Mato Grosso); e litoral sul do Estado de São Paulo; b) analisar a correspondência entre a classificação local da diversidade (taxonomia folk e a classificação fenotípica realizada através dos padrões isoenzimáticos; e c) caracterizar as etnovariedades através de padrões isoenzimáticos. Foram avaliadas 138 etnovariedades e 1 variedade comercial (Mantiqueira) pela técnica de eletroforese de isoenzimas, utilizando-se folhas recém expandidas, sendo estudados 11 sistemas enzimáticos (AAT, CAP, MDH, MADH, PGI, G6PDH, SKDH, PGM, ME, ACP e IDH) e avaliados 15 locos polimórficos. A distribuição da variabilidade genética foi estimada a partir das frequências alélicas obtidas através do coeficiente de diversidade de Nei. As estimativas dos índices de diversidade, como: porcentagem de locos polimórficos, número médio de alelos por loco e heterozigosidade média observada foram obtidas empregando-se o programa BIOSYS-1. Os resultados obtidos revelaram níveis elevados de heterozigosidade (Ho = 0,456). A maioria das roças apresentou excesso de homozigotos, provavelmente relacionados com o efeito de seleção a favor dos indivíduos homozigotos. Dentre as conclusões, destacam-se as seguintes : maior concentração de variabilidade dentro das roças de uma mesma região; maior variabilidade dentro de regiões do que entre regiões; diversidade intra-especifica diretamente relacionada com a estrutura sócio-cultural do local; dados de isoenzimas auxiliam as estratégias de coleta, preservação e manutenção das etnovariedades das roças de agricultura tradicional; e existe tendência de distinção entre material usado para mesa (macaxeira) e farinha (maniva ou mandioca brava).Ethnovarieties represent a form of genetic resource which must be preserved and conserved, because they will be utilized by plant breeders in breeding programs in the future, mainly for qualitative characters transference. Cassava ethnovarietis (Manihot esculenta Crantz) deserve distinction when related to the association of in situ genetic resources conservation and traditional agriculture. Cassava is one of the main tropical species, cultivated usually by authoctone farmers of tropical regions, especially in Brazil. The present work had the following objectives: a) analyze the genetic variability of gardens of different geographic regions: Amazonian Region, comprising the high Amazon (Rio Negro and Rio Branco Amazon and Roraima States); the medium Amazon (Pará State), and the low Amazon (Rio Solimões Amazon State); Cuiabá Region and Indigenous Reserve of Xingu (Mato Grosso State): and the south coast of São Paulo State); b) analyze the correspondence between the local classification of diversity (folk taxonomy) and the phenotypic classification achieved through isozyme patterns; and c) characterize the ethnovarieties through isozymatic patterns. A hundred and thirty eight ethonovarieties and one commercial variety were evaluated by the technique of isozyme electrophoresis, using recent expanded leaves. Eleven enzymatic systems (AAT, CAP, MDH, MADH, PGI , G6PDH, SKDH, PGM, ME, ACP and IDH) were studied and 15 polymorphic loci were evaluated. The distribution of genetic variability was estimated from the allelic frequencies obtained from Neis coefficient of diversity. The estimates of diversity indices through polymorphic loci percentage, mean number of alleles per locus and mean observed heterozygosity were obtained using the program BIOSYS-1. The results showed high levels of heterozygosity (Ho = 0.456). Most gardens presented excess of homozygotes, probably related to the selection effect in favor of homozygous individuals. The main conclusions were: concentration of variability within gardens higher than among gardens within a region; higher variability within regions than among regions; intraspecific variability directly related to the social-cultural structure of the region; isozyme data support strategies of collection, preservation and maintenance of ethnovarieties in gardens of traditional agriculture; and a tendency in separating sweet cassava (macaxeira) from bitter cassava (maniva)

Variabilidade genética de etnovariedades de mandioca em regiões geográficas do Brasil Genetic variability of landraces of cassava in geographical regions of Brazil

O manejo empregado nas roças de agricultura autóctone, utilizando etnovariedades de mandioca (Manihot esculenta Crantz), apresenta papel de destaque na conservação in situ dos recursos genéticos. O presente trabalho teve por objetivo analisar a distribuição da variabilidade genética de 141 etnovariedades de mandioca coletadas em roças de diferentes regiões geográficas do Brasil, através de marcadores isoenzimáticos, revelados a partir de eletroforese em gel de amido. Foram avaliados 11 sistemas isoenzimáticos. Dos 15 locos polimórficos analisados a heterozigosidade média observada foi de 0,354. A estimativa coeficiente de diferenciação genética G ST apresentou valor médio de 8,80% da variabilidade genética entre as regiões. Na análise de agrupamento, observou-se a formação de 3 grupos distintos; o primeiro formado pelas roças originadas da Região Amazônica; o segundo constituído pelas roças do Estado de São Paulo; e o terceiro composto pelas roças originadas da Reserva Indígena do Xingu. A maior parte da variabilidade genética das etnovariedades de mandioca revelou-se concentrada dentro das regiões geográficas, confirmando as pressuposições existentes no modelo de dinâmica evolutiva para a espécie.<br>The management practices used in authoctonous agriculture with landraces of cassava (Manihot esculenta Crantz) play an important role in the in situ conservation of genetic resources. The objective of this work was to analyze the genetic variability present in 141 landraces of cassava, collected in gardens of different geographical regions of Brazil using isozyme techniques visualized by starch gel electrophoresis. Eleven enzymatic systems were analised. Of the 15 polymorphic loci evaluated the observed mean heterozigosity was 0.354. G STestimates presented a value of 8.80% for the genetic variability between regions. In cluster analysis, three distinct groups were observed: the first group was formed by the gardens of the Amazon; the second group consisted of gardens of São Paulo State; and the third group was formed by the gardens of the Xingu region. Most of the genetic variability of cassava landraces was restricted within the geographical regions, which confirmed the evolutionary dynamic model for this species